بررسی ادجوانت های واکسن
مقدمه
واکسن ها ابزار بسیار مهمی در سلامت عمومی هستند که می توانند در برابر بیماری های عفونی و حتی انواع سرطان محافظت کنند. واکسن‌های زیر واحد ایمن هستند زیرا نمی‌توانند به حالت حدت برگردند، اما اغلب در ایجاد یک پاسخ ایمنی قوی شکست می‌خورند. برای بیش از 80 سال، ادجوانت‌ها در واکسن‌ها گنجانده شده‌اند تا پاسخ ایمنی قوی‌تری به آنتی‌ژن‌های زیرواحد واکسن ایجاد کنند.
ادجوانت‌ها پاسخ ایمنی ذاتی را تحریک می‌کنند که پاسخ‌های ایمنی تطبیقی را آموزش داده و هدایت می‌کند تا در برابر پاتوژن‌های فردی مؤثرتر باشد. هیچ مکانیسم اثر عمومی که به وسیله آن ادجوانت ها اثرات خود را واسطه کنند وجود ندارد. برخی از ادجوانت‌های تحریک‌کننده ایمنی سلول‌های ایمنی ذاتی را برای ترشح سیتوکین‌های انتخابی که تمایز سلول‌های T را تقویت می‌کند، ترویج می‌کنند. سایر ادجوانت ها ارائه آنتی ژن و فعال سازی سلول های ارائه دهنده آنتی ژن (APCs) را که برای شروع پاسخ ایمنی تطبیقی مهم هستند، ترویج می کنند گنجاندن ادجوانت ها می تواند دوز آنتی ژن مورد نیاز برای یک واکسن موثر را کاهش دهد. فرآیندی به نام دوز-sparing که یک عامل اقتصادی مهم در تولید واکسن است. حتی با وجود تمام تحقیقات و دانش فعلی در مورد فواید ادجوانت ها در واکسن ها، هنوز تعداد کمی از ادجوانت ها برای استفاده در واکسن های انسانی تایید شده اند.
تاریخچه ادجوانت
کلمه "ادجوانت" از کلمه لاتین "adjuvare" به معنای "کمک کردن" گرفته شده اس. ادجوانت‌ها به عنوان «راز کوچک کثیف» یک ایمونولوژیست شناخته می‌شوند، زیرا اگرچه تقریباً یک قرن است که در واکسن‌ها برای تحریک پاسخ‌های ایمنی قوی مورد استفاده قرار گرفته‌اند اما مکانیسم عمل آنها هنوز به خوبی شناخته نشده است .
واکسن ها ابزار مهمی برای محافظت از حیوانات اهلی و دام در برابر عفونت ها هستند. اولین استفاده شناخته شده از ادجوانت در مطالعات دامپزشکی توسط دامپزشک دکتر گاستون رامون انجام شد که مشخص کرد مواد افزوده شده به واکسن برای ایجاد پاسخ التهابی در محل تزریق منجر به افزایش آنتی بادی در سرم می شود.
توسعه واکسن از آزمایشات تجربی مبتکرانه اما پرخطر تکامل یافته است. در انگلستان، افراد شیردوش به طور معمول در طول شیردوشی روزانه در معرض آبله گاوی قرار می گرفتند و پاسخ ایمنی خفیف به آبله گاوی را تجربه می کردند، اما به عفونت آبله مبتلا نمی شدند. برای آزمایش اینکه آیا عفونت آبله گاوی می تواند در برابر عفونت آبله کوچک محافظت کند، پزشک روستایی ادوارد جنر در سال 1776 مایعی را از یک پوستول آبله گاوی از یک خدمتکار شیردوش گرفت و جیمز فیپس 8 ساله را واکسینه کرد.
بعداً او بارها و بارها تلاش کرد فیپس را به آبله آلوده کند اما پسر هرگز به این بیماری مبتلا نشد . اگرچه سال ها طول کشید، اما واکسیناسیون در نهایت توسط نهادهای پزشکی به عنوان یک وسیله مهم برای پیشگیری از بیماری پذیرفته شد. از آنجا، واکسن‌هایی برای بیماری‌های مختلف مانند فلج اطفال (جوناس سالک، 1955؛ تجاری‌سازی شده توسط آلبرت سابین در سال 1961)، سرخک (دکتر پیبلز و دکتر اندرز، 1963)، دیفتری (فرانکلین رویر دوزهای کافی از آنتی‌توکسین را توسعه داد، 1905) ایجاد شد. تجاری شده توسط شرکت مولفورد فیلادلفیا، 1920)، آنفولانزا (ارنست گودپاسچر، توماس فرانسیس، جوناس سالک، ویلسون اسمیت و مک فارلین برنت، دهه 1930؛ ارتش ایالات متحده، دهه 1940) و بسیاری دیگر
در دهه 1930، الکساندر گلنی استفاده از نمک های آلومینیوم (یا آلوم) را به عنوان ادجوانت در واکسن انسانی سیاه سرفه تجاری کرد و آلوم از آن زمان در بسیاری از واکسن های انسانی و حیوانی بصورت تجاری استفاده شده است. سایر ادجوانت های اولیه واکسن شامل امولسیون روغن معدنی در آب بودند که به عنوان ادجوانت کامل و ناقص فروند (CFA و IFA) و امولیسژن شناخته شده که پاسخ‌های ایمنی هومورال و سلولی خاص آنتی‌ژن را به آنتی‌ژن‌های واکسن تقویت می‌کنند [15,16] با این حال، CFA، IFA و امولیسژن برای استفاده تجاری در واکسن های انسانی در ایالات متحده آمریکا و کانادا به دلیل اکتوژنیسیته بیش از حد تایید نشده اند. [18,17]
اخیرا، انواع مختلفی از ادجوانت ها برای واکسن های مختلف پیشنهاد و مورد استفاده قرار گرفته اند که از آنجمله می توان به ادجوانت های مبتنی بر روغن اسکوالن ، مانند MF59 (که برای استفاده در واکسن انفولانزای انسانی تائید شده اند) ، ادجوانت های ترکیبی مانند AS04 (که برای استفاده در واکسن های پاپیلوم انسانی تایید شده) اشاره کرد. همچنین در سال 2011، یک واکسن آنفولانزا حاوی ادجوانت JVRS-100 توسط FDA تأیید شد. [23-26] ادجوانت JVRS-100 یک کمپلکس کاتیونیCLDC است که از لیپوزوم های کاتیونی -DOTIMکلسترول و پلاسمید DNA تشکیل شده و باعث افزایش CD4+ و CD8+ سلول T و پاسخ آنتی بادی می گردد .
دسته بندي ادجوانت ها
بطور کلی ادجوانت ها در چند دسته می توان تقسیم بندی کرد که البته برخی از آنها ممکن است با هم همپوشانی داشته باشند که در زیر به آن ها اشاره شده است.
- ادجوانت های معدنی
- ادجوانت هاي پلیمریک
- نانو ذرات و میکروذرات
- ادجوانت هاي امولسیونی
- ساپونین ها
مکانیسم عمل ادجوانت ها
علیرغم سال ها تحقیق، مکانیسم عمل ادجوانت ها تنها تا حدودي حدس زده می شود. به طور کلی به نظر می رسد که آنها سبب افزایش میزان عرضه آنتی ژن و پایداري آن شده و یا به عنوان یک تعدیل کننده سیستم ایمنی عمل کند. یک ادجوانت به تنهایی ممکن است بیش از یک مکانیسم عمل داشته باشد.
نانو ادجوانت های
نانوذرات به عنوان ذراتی با قطر در محدوده زیر میکرومتر تعریف می‌شوند که خواصی را از خود نشان می‌دهند که در یک ماده بزرگتر یافت نمی‌شود. این تعریف کلاسیک خیلی خاص نیست، اما با حوزه های مختلف علم سازگار است. مفهوم اصلی استفاده از نانوذرات برای تحویل دارو در اواخر دهه 1950 ظاهر شد. به دنبال آن مقالات دیگری که به عفونت هایی مانند کزاز، دیفتری و سایر بیماری هایی که نیاز به دوزهای متعدد واکسن دارند، پرداختند . واکسن های توصیف شده در مقالات بر اساس فرمول های میسلی بودند. از آن زمان و به دلیل پیشرفت در فناوری دارویی و ایمونولوژی، انواع مختلفی از ذرات به عنوان پلتفرم های تحویل توسعه یافته اند. تنوع ساختارها از میکرو و نانوذرات، نانوژل ها، میکرو و نانوکپسول ها تا دندریمرها، وزیکول ها و میسل ها، متغیر است.
شکل1- مروری بر سیستم های تحویل آنتی ژن موجود بر اساس نانو ذرات پلیمری
در چند سال گذشته، تعداد مقالات منتشر شده در مورد زیرواحدهای واکسن (آنتی ژن، پروتئین، پپتید، اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) و غیره) و به همین ترتیب، بررسی های مربوط به پلت فرم های تحویل خاص افزایش یافته است. با این وجود سیستم های تحویل واکسن با استفاده از نانوذرات هنوز در مراحل ابتدایی هستند و نیاز به غلبه بر برخی چالش‌ها (مانند پیشگیری از عوارض جانبی سمی با راندمان بالای محصور کردن مواد زیست فعال، سهولت تجویز و معرفی یک پاسخ ایمنی خاص آنتی‌ژن) دارد.
[3] Complete and Incomplete Fruend’s Adjuvant
[5] excessive eactogenicity
cationic liposome-DNA complex